51单片机入门——矩阵键盘（附51代码）_51单片机4×4矩阵键盘

1.硬件介绍

矩阵键盘电路图

硬件如图非常简单，将一个4*4的矩阵键盘的8个管脚引到端子上，在连接到8个I/O口上，ARRAY_H代表着行，ARRAY_L代表着列，当行与列的电平都置低的时候，就选中的相应的矩阵按键，比如当s1按下时，ARRAY_H1会置低，其他ARRAY_H给高电平，那么选中的就是第一行，然后到列，ARRAY_L1低电平，其他ARRAY_L高电平，知道了这个我们就能在代码里根据I/O的状态判断当前是哪个按键按下了，做出相应的操作，为了能够能操控这16个按键，我们需要一个按键扫描的函数，实时的扫描哪个键按下了，一般采用的方法就是行列扫描法。

行列扫描法

首先我们先让一行为低电平，其他行为高电平（此时我们确定了行数），然后立即检测各列是否有低电平，如果检测到低电平（此时确定了列数），那我们就知道了当前被按下的是哪一行哪一列，然后用同样的方法，一直保持扫描。

实现代码（仅供参考）

/**************************************************************************************
实验名称：矩阵按键实验
接线说明：	
实验现象：下载程序后，按下“矩阵按键”模块中S1-S16键，对应静态数码管显示0-F
注意事项：																				  
***************************************************************************************/
#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;
#define KEY_MATRIX_PORT	P1	//使用宏定义矩阵按键控制口	
void KeyScan();//按键扫描
void KeyDriver();//按键驱动
/*
根据矩阵键盘的硬件设计一个4*4的矩阵键盘
给P1口赋值 
高4位bit选择一行中的哪一位	
低4位bit决定了是哪一列	0xf7（第一列） 0xfb 0xfd 0xfe
在确定列 在确定行 从而确定是哪一个按键
*/
u8 keysta[4][4] = { {1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1} };//全部矩阵键盘的当前状态
u8 backup[4][4] = { {1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1},{1,1,1,1} };//键值保存值，保持前值，用于判断按键是弹起还是按下
u8 keybuf[4][4] = { {0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff},{0xff,0xff,0xff,0xff} };//按键扫描缓冲区
u8 key_index = 0;//keybuf的索引
u8 i;
u8 j;
u8 k;
	
	
#define SMG_A_DP_PORT	P0	//使用宏定义数码管段码口
//共阴极数码管显示0~F的段码数据
u8 gsmg_code[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
				0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};	
				
/*******************************************************************************
* 函 数 名       : HalInit
* 函数功能		 : 硬件层初始化
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void HalInit() {
	//定时器t0初始化
	TMOD |= 0X01;//选择为定时器0模式，工作方式1
	TH0 = 0XFC;	//给定时器赋初值，定时1ms
	TL0 = 0X18;
	ET0 = 1;//打开定时器0中断允许
	EA = 1;//打开总中断
	TR0 = 1;//关闭定时器		
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : KeyScan() KeyDriver()
* 函数功能		 : 
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 
				   
*******************************************************************************/
void KeyScan()
{	
	//第一行的四个按键的P1值，其他以此类推
	//0111 0111
	//0111 1011
	//0111 1101
	//0111 1110
	//确定是第几行的第几列，从而确定按下的按键
	keybuf[key_index][0] = (keybuf[key_index][0] << 1) | (KEY_MATRIX_PORT & 0x08) >> 3;//获取第1列的bit3是0还是1
	keybuf[key_index][1] = (keybuf[key_index][1] << 1) | (KEY_MATRIX_PORT & 0x04) >> 2;//获取第1列的bit2是0还是1
	keybuf[key_index][2] = (keybuf[key_index][2] << 1) | (KEY_MATRIX_PORT & 0x02) >> 1;//获取第1列的bit1是0还是1
	keybuf[key_index][3] = (keybuf[key_index][3] << 1) | (KEY_MATRIX_PORT & 0x01) >> 0;//获取第1列的bit0是0还是1

	//消抖后更新按键状态
	for (i = 0; i < 4; i++) {
		if ((keybuf[key_index][i] & 0x0f) == 0x00) {//按下
			//0x0f连续扫描4次是0说明已稳定按下，1ms中断扫描4次
			keysta[key_index][i] = 0;
		}else if ((keybuf[key_index][i] & 0x0f) == 0x0f) {//弹起
			//0x0f连续扫描4次是0说明已稳定抬起
			keysta[key_index][i] = 1;
		}
	}

	key_index++;
	key_index &= 0x03;//如果key_index为4则重置为0
	switch (key_index) {
		case 0:KEY_MATRIX_PORT = 0x7f; break;//第一行按键
		case 1:KEY_MATRIX_PORT = 0xbf; break;//第二行按键
		case 2:KEY_MATRIX_PORT = 0xdf; break;//第三行按键
		case 3:KEY_MATRIX_PORT = 0xef; break;//第四行按键
	}
}

void KeyDriver() {
	for (j = 0; j < 4; j++) {
		for (k = 0; k < 4; k++) {
			if (backup[j][k] != keysta[j][k]) {//检测到按键动作
				if (backup[j][k] == 1) {//被按下
					SMG_A_DP_PORT = gsmg_code[j * 4 + k];//显示相应的数码管
				} else if (backup[j][k] == 0) {//弹起

				}
				backup[j][k] != keysta[j][k];//更新键值
			}
		}
	}
}

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : main
* 函数功能		 : 主函数
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void main()
{	
	HalInit();//定时器初始化
	while(1)
	{
		KeyDriver();
	}		
}

//中断函数
void time0() interrupt 1 //定时器0中断函数
{
	TH0 = 0XFC;	//给定时器赋初值，定时1ms
	TL0 = 0X18;
	KeyScan();//1ms扫描一次
}
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